盘点不同球类运动,谁是“球中之王”?******
近日,在世界杯比赛中
葡萄牙队3比2险胜加纳队
下半场,C罗通过点球
帮助葡萄牙队取得领先
图源:FIFA
被判点球后C罗亲吻足球
他闭上双眼,深呼吸
然后助跑、果断起脚
皮球势大力沉直窜对方球门
图源:新华社
C罗也成为历史首位
连续五届世界杯取得进球的球员
大家观看比赛时有没有想过
在如此多的球类运动中
足球的球速是最快吗?
哪种球飞得最远?
球速之“王”竟然是它?
所有球类运动无非是用手、脚、球棒或球拍击打球,球的尺寸、形状和重量差异使得它们具有不同的速度以及运动轨迹。
那么问题来了,在这些球类运动中,速度最快的是哪种球?是令人热血沸腾的足球,是挥汗如雨的网球,还是快得看不清轨迹的乒乓球?
图源:摄图网
答案其实是外形最不像球的羽毛球。
目前吉尼斯官方认可的最快的羽毛球记录来自丹麦选手科丁,2017年1月10日,在印度羽毛球超级联赛上,科丁在正式比赛中杀出一记速度高达426 公里/小时(约118 m/s)的杀球。这意味着什么?这个记录中羽毛球的最高速度,比“复兴号”动车组列车最高运行时速(400公里/小时)还要快。
图源:Physics of ball sports各种球类运动的最高运动速度
羽毛球为什么能飞得那么快?原因其实并不复杂,主要是因为羽毛球比较轻(重量只有5克),并且球拍足够长(不超过680mm)。
图源:Annu. Rev. Fluid Mech 各种球的尺寸、重量及速度等基本参数
球体在空中的运动往往只受到空气阻力和重力的作用,它的速度一般只会逐渐减小(篮球等例外)。想要获得最快的运动速度,球体需要在离开运动员接触的瞬间获得最大的加速度。相对于网球、足球和其它球体,羽毛球非常轻,因此同等大小的力在它身上则会产生更大的加速度。
图源:Physics of ball sports 高尔夫球和羽毛球的挥拍动作
最能“飞”的球——高尔夫球
高尔夫球是飞得最远的球,单次击球可以移动200米以上,标准高尔夫球场,一般布置18个球洞,总长度要控制在6002~6400米,球场面积50~75公顷(1公顷=10000平方米),实际大小要根据球场的地形来确定。
不仅如此,高尔夫还走出了地球,成为了首个星际间的球类运动项目。1971年2月6日,执行阿波罗14号任务的宇航员艾伦·谢帕德(Alan Shepard)挥动球杆在月球上打起了高尔夫球,从而使他成为有史以来第一位,也是目前唯一一位在月亮上打过高尔夫球的人。
图源:NASA 正在月球打高尔夫球的宇航员艾伦
高尔夫球有一个让人大跌眼镜的现象:越是光滑的高尔夫球,越是飞不远。
我们都认为,球形是最完美的形体,表面越是光滑,则在飞行的过程中,球面与大气的摩擦就越少,同等用力的情况下,理应飞得越远。但是,高尔夫球不是这样。
图源:《高尔夫50年》高尔夫球的变迁
毛根海教授所著《奇妙的流体运动科学》一书中,有这么一个数据:同等条件下,布满小酒窝的高尔夫球,它在飞行中所受到的阻力只有光滑球的一半,而飞行距离是光滑球的5倍。物体在流体中运动时,前后压力差所带来的阻力就叫做“形状阻力”。现代核潜艇使用“水滴型”外形就是为了减少形状阻力。
图源:科普中国
如上图,顶部的垂直竖版,其形体阻力最大,原因是其后方的“低压区”面积最大,第二个球体的低压区有所减少,直至底部的水滴型,其形状阻力最小。通过流体力学实验,人们发现,光滑的与布满小酒窝的球相比,后者产生的低压区面积更少。球上的无数小酒窝,它可以起到让空气紧贴球面的作用,这使得平滑的气流能顺着球体表面延伸到更靠后的位置时才产生分离。
图片来自航空航天工程师Jeffrey A. Scott
最受欢迎的球类运动——足球
无论是从影响力、参与人数还是赛事热度来看,足球都是当之无愧的世界第一运动。不过今天既然讲到球速和形体阻力的问题,那么我们也一起来看看足球缝线对足球轨迹的影响。
图源:百度百科
普天同庆足球是2010年南非世界杯决赛阶段设计的新款足球,也是最近几届世界杯中,最饱受批评的一个足球。在它还刚刚面世时,生产厂家就宣传说:这个球只用了8块表皮就将足球拼接完成,完美地包住了内胆,这是史上最圆的足球。
然而,这颗球却是守门员的“噩梦”。空气动力学家梅塔博士提出,“粗糙度的大小,决定了出现‘蝴蝶球效应’的最佳临界速度是多少。”
蝴蝶球轨迹蝴蝶球指的是球在空中飞行时几乎没有旋转,从而导致它的飞行轨迹不可预测,守门员很难判断。蝴蝶球的原理是球表面上有缝线,在飞行过程中,气流经过缝线时,会产生更多湍流,由于左右不对称,湍流增加了球侧面的偏转力。尾流左右摇摆,飞行飘忽不定,如飞舞蝴蝶。
图源:中国科普博览常规足球通常将32块球面通过缝线拼合而成,缝线的总长度以及缝线的深度决定了足球的光滑度,缝线越多越粗糙。常规足球一般在48公里每小时球速时才会产生最大化的“蝴蝶球效应”。
而普天同庆足球,由于其总缝线长度很短,导致其成为当时最光滑的足球,经过空气动力学试验,人们发现,在80~88公里每小时球速时,普天同庆才会产生最大化的蝴蝶球效应,而80公里左右时速恰恰是射门,以及任意球的典型球速。
END
资料来源:央视科教、科普中国、中国科普博览、知乎
整理:董小娴
2022粤港澳大湾区全球招商大会:广东“2+1”政策全球招商******
中新网广州12月21日电 (记者 许青青)21日,2022粤港澳大湾区全球招商大会在广州开幕。广东省商务厅副厅长赵青在上午的粤港澳大湾区投资政策宣讲会介绍,广东将推出“2+1”政策招商。
他介绍,“2”,就是两个招商重点方向:分别是制造业招商和总部企业招商。刚刚闭幕的中共广东省委十三届二次全会,明确提出广东要突出制造业当家,要把制造业这份厚实家当做强做优。目前,广东重点发展20个战略性产业集群。其中,10个战略性支柱产业集群,分别是新一代电子信息、绿色石化、智能家电、汽车产业、先进材料、现代轻工纺织、软件与信息服务、超高清视频显示、生物医药与健康、现代农业与食品。10个战略性新兴产业集群,分别是半导体与集成电路、高端装备制造、智能机器人、区块链与量子信息、前沿新材料、新能源、激光与增材制造、数字创意、安全应急与环保、精密仪器设备。这20个战略性产业集群中,8个已达到万亿级规模。同时,目前广东正在大力发展更高能级的总部经济,希望吸引更多的跨国公司尤其是世界500强企业、行业龙头企业,到广东设立区域总部、功能性总部和研发总部。
“1”,就是一套组合政策:囊括了财政奖励、税收、科技创新、金融、用地、用能、用工、环保等方方面面支持政策。例如财政奖励方面,广东出台了“外资十条”“制造业十条”等为代表的投资奖励政策;税收方面,有横琴、前海、南沙三个区域“双15%”税收优惠政策,覆盖湾区内地9市高端人才和紧缺人才个人所得税优惠政策。
赵青重点介绍了商务领域的支持政策:在外资奖补政策方面,近年来,广东出台了“外资十条”及其修订版等系列有竞争力的支持政策,真金白银支持外资企业落户大湾区、落户广东。在财政奖励方面,对实际外资超5000万美元的新设项目、超3000万美元的增资项目(房地产业、金融和类金融业除外)和超1000万美元的外资跨国公司总部或地区总部,由省财政按其当年实际外资2%的比例给予奖励,最高奖励1亿元人民币。截至目前,广东累计支持符合条件的外资项目(企业)超过200个,兑现奖励资金超35亿元人民币,撬动实际外资超过100亿美元。
赵青表示,目前,广东正在研究出台更大力度的外资支持政策。
跨国公司总部政策方面,去年8月,广东专门出台了《广东省鼓励跨国公司设立地区总部办法(修订版)》,进一步明确了有关总部扶持政策。对认定的跨国公司地区总部,在享受外资奖补政策基础上,如对省级财政年度贡献首次超过1亿元人民币的,叠加享受广东省财政按其当年对广东省级财政贡献量30%给予一次性奖励。
赵青说,今年广东已认定首批18家总部,欢迎更多的跨国公司把总部落到广东。
外资研发中心支持政策方面,去年8月,按照国家部署,广东印发实施《广东省外资研发中心免税进口设备资格审核认定办法》。一经认定为外资研发中心,将可享受“十四五”期间支持科技创新进口税收政策,具体包括对进口科技开发用品免征进口关税和进口环节增值税、消费税,采购国产设备全额退还增值税等。希望广大跨国公司和科创类企业把握机会,用足用好外资研发利好政策。
自贸试验区专项支持政策方面,区内拥有最优惠的“双15%”税收优惠政策。第一个15%,是指各片区符合优惠产业目录的企业享受15%企业所得税优惠;第二个15%,是指各片区享受粤港澳大湾区内地9市高端人才和紧缺人才15%个人所得税优惠。投资贸易自由化便利化方面,区内外商投资准入负面清单已缩减至27项,制造业负面清单条目实现清零。对以珠三角9市37个港口实施启运港退税政策,南沙拥有国际航运保险税收优惠政策。金融方面,获国家批准开展自由贸易(FT)账户试点,南沙是全国首批开展跨境贸易投资高水平开放外汇管理改革试点地区,注册在自贸试验区符合条件的融资租赁公司可与其下设的特殊目的公司(SPV)共享外债额度。粤港澳合作方面,允许在建筑、规划、导游等领域具有港澳执业资格的专业人士经备案后直接在自贸试验区内执业。港澳服务提供者可投资设立旅行社,粤港澳律师事务所合伙可开展联营试点。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)